【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及雷達(dá)，尤其涉及一種基于激光雷達(dá)點(diǎn)云的位姿確定方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、激光雷達(dá)通過(guò)主動(dòng)向周?chē)l(fā)射的脈沖激光觸碰到物體后發(fā)生反射，系統(tǒng)接收單元接受反射信號(hào)生成點(diǎn)云，是車(chē)路協(xié)同路端的重要傳感器。隨著激光雷達(dá)安裝基座下沉、傾斜或安裝橫桿的變形以及強(qiáng)風(fēng)或地基震動(dòng)等環(huán)境因素，其標(biāo)定參數(shù)發(fā)生恒久或周期變化。激光雷達(dá)標(biāo)定參數(shù)的失真誤差嚴(yán)重限制了激光雷達(dá)精度優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，進(jìn)而降低車(chē)路云一體系系統(tǒng)的整體性能。
2、現(xiàn)有激光雷達(dá)參數(shù)標(biāo)定分為手動(dòng)標(biāo)定和自動(dòng)標(biāo)定兩大類(lèi)，目前的自動(dòng)標(biāo)定大多使用直接迭代配準(zhǔn)(iterative?closest?point,icp)方法，通過(guò)初始對(duì)齊目標(biāo)點(diǎn)云的每個(gè)點(diǎn)和參考點(diǎn)云的每個(gè)點(diǎn)后，計(jì)算點(diǎn)云間最近點(diǎn)對(duì)，據(jù)此求剛性變換矩陣以調(diào)整目標(biāo)點(diǎn)云。迭代至配準(zhǔn)誤差達(dá)標(biāo)或達(dá)最大迭代次數(shù)停止。該方法依賴初始對(duì)齊，計(jì)算復(fù)雜且收斂慢，易受噪聲和異常點(diǎn)干擾，且易陷局部最優(yōu)，影響標(biāo)定效率和精度，在復(fù)雜環(huán)境或數(shù)據(jù)差異大時(shí)尤為明顯。
3、綜上所述，現(xiàn)有的激光雷達(dá)標(biāo)定技術(shù)不能有效解決激光雷達(dá)工作中因位姿變化產(chǎn)生的位姿標(biāo)定誤差的問(wèn)題，提供一種標(biāo)定效率高、標(biāo)定精度高且標(biāo)定成本低的激光雷達(dá)點(diǎn)云位姿確定方案是亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于激光雷達(dá)點(diǎn)云的位姿確定方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有的激光雷達(dá)標(biāo)定技術(shù)不能有效解決激光雷達(dá)工作中因位姿變化產(chǎn)生的位姿標(biāo)定誤差的技術(shù)問(wèn)題，提供一種標(biāo)定效率高、標(biāo)定精度高且標(biāo)定成本低的激光雷達(dá)點(diǎn)云位姿確定
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于激光雷達(dá)點(diǎn)云的位姿確定方法，包括：
3、獲取基準(zhǔn)點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的第一特征點(diǎn)集合，所述第一特征點(diǎn)集合中包括：從所述基準(zhǔn)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離大于第一預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)，以及從所述基準(zhǔn)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離小于第二預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)，所述第一預(yù)設(shè)距離大于第二預(yù)設(shè)距離；
4、獲取實(shí)時(shí)點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的第二特征點(diǎn)集合，所述第二特征點(diǎn)集合中包括：從所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離大于所述第一預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)，以及從所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離小于所述第二預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)；
5、根據(jù)所述第一特征點(diǎn)集合以及所述第二特征點(diǎn)集合，確定所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿。
6、在一種具體實(shí)施方式中，所述獲取基準(zhǔn)點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的第一特征點(diǎn)集合之前，所述方法還包括：
7、濾除所述基準(zhǔn)點(diǎn)云中的動(dòng)態(tài)目標(biāo)；
8、所述獲取實(shí)時(shí)點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的第二特征點(diǎn)集合之前，所述方法還包括：
9、濾除所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云中的動(dòng)態(tài)目標(biāo)。
10、在一種具體實(shí)施方式中，針對(duì)所述基準(zhǔn)點(diǎn)云或者所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云，獲取點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)集合，包括：
11、針對(duì)所述點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)與激光雷達(dá)測(cè)量中心的第一距離，所述點(diǎn)之前的至少一個(gè)點(diǎn)與所述激光雷達(dá)測(cè)量中心的第二距離，以及所述點(diǎn)之后的至少一個(gè)點(diǎn)與所述激光雷達(dá)中心的第三距離，計(jì)算所述點(diǎn)的粗糙度，每個(gè)點(diǎn)的粗糙度用于表示所述點(diǎn)與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離；
12、根據(jù)所述點(diǎn)云中的每個(gè)點(diǎn)的粗糙度，篩選出粗糙度大于所述第一預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)以及粗糙度小于所述第二預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)，得到所述點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)集合。
13、在一種具體實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述點(diǎn)與激光雷達(dá)測(cè)量中心的第一距離，所述點(diǎn)之前的至少一個(gè)點(diǎn)與所述激光雷達(dá)測(cè)量中心的第二距離，以及所述點(diǎn)之后的至少一個(gè)點(diǎn)與所述激光雷達(dá)中心的第三距離，計(jì)算所述點(diǎn)的粗糙度，包括：
14、計(jì)算所述第一距離與每個(gè)第二距離的差值，得到至少一個(gè)第一距離差；
15、計(jì)算所述第一距離與每個(gè)第三距離的差值，得到至少一個(gè)第二距離差；
16、根據(jù)所述至少一個(gè)第一距離差，和所述至少一個(gè)第二距離差，計(jì)算所述點(diǎn)的粗糙度。
17、在一種具體實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述至少一個(gè)第一距離差，和所述至少一個(gè)第二距離差，計(jì)算所述點(diǎn)的粗糙度，包括：
18、將所述至少一個(gè)第一距離差以及所述至少一個(gè)第二距離差的平均值的絕對(duì)值，確定為所述點(diǎn)的粗糙度。
19、在一種具體實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述第一特征點(diǎn)集合以及所述第二特征點(diǎn)集合，確定所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿，包括：
20、根據(jù)所述第一特征點(diǎn)集合以及所述第二特征點(diǎn)集合，采用高斯-牛頓非線性優(yōu)化算法，確定所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿。
21、在一種具體實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述第一特征點(diǎn)集合以及所述第二特征點(diǎn)集合，采用高斯-牛頓非線性優(yōu)化算法，確定所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿，包括：
22、對(duì)所述第二特征點(diǎn)集合中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行合理性判別，剔除未通過(guò)合理性判別的點(diǎn)，得到處理后的第二特征點(diǎn)集合；
23、根據(jù)所述處理后的第二特征點(diǎn)集合以及所述第一特征點(diǎn)集合，構(gòu)建雅可比jacobian矩陣；
24、根據(jù)所述jacobian矩陣，對(duì)所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿進(jìn)行更新迭代，得到所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿。
25、在一種具體實(shí)施方式中，所述第一特征點(diǎn)集合包括第一凸特征點(diǎn)集合和第一平特征點(diǎn)集合，所述第一凸特征點(diǎn)集合包括從所述基準(zhǔn)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離大于所述第一預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)；所述第一平特征點(diǎn)集合包括從所述基準(zhǔn)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離小于所述第二預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)；
26、所述第二特征點(diǎn)集合包括第二凸特征點(diǎn)集合和第二平特征點(diǎn)集合，所述第二凸特征點(diǎn)集合包括從所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離大于所述第一預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)；所述第二平特征點(diǎn)集合包括從所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離小于所述第二預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)；
27、相應(yīng)的，所述對(duì)所述第二特征點(diǎn)集合中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行合理性判別，剔除未通過(guò)合理性判別的點(diǎn)，得到處理后的第二特征點(diǎn)集合，包括：
28、根據(jù)所述第一凸特征點(diǎn)集合，對(duì)所述第二凸特征點(diǎn)集合中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行合理性判別；
29、根據(jù)所述第一平特征點(diǎn)集合，對(duì)所述第二平特征點(diǎn)集合中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行合理性判別；
30、剔除所述第二凸特征點(diǎn)集合中未通過(guò)合理性判別的點(diǎn)，以及所述第二平特征點(diǎn)集合中未通過(guò)合理性判別的點(diǎn)，得到所述處理后的第二特征點(diǎn)集合。
31、在一種具體實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述第一凸特征點(diǎn)集合，對(duì)所述第二凸特征點(diǎn)集合中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行合理性判別，包括：
32、針對(duì)所述第二凸特征點(diǎn)集合中的每一個(gè)點(diǎn)，將所述點(diǎn)投影至所述基準(zhǔn)點(diǎn)云的坐標(biāo)系，得到所述點(diǎn)的投影點(diǎn)；
33、從所述第一凸特征點(diǎn)集合中搜索與所述點(diǎn)的投影點(diǎn)之間距離最小至少三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，并確定所述至少三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)是否在同一條直線上；
34、若所述至少三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)在同一條直線上，則所述點(diǎn)通過(guò)合理性判別；
35、若所述至少三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)不在同一條直線上，則所述點(diǎn)未通過(guò)合理性判別。
36、在一種具體實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述第一平特征點(diǎn)集合，對(duì)所述第二平特征點(diǎn)集合中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行合理性判本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于激光雷達(dá)點(diǎn)云的位姿確定方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取基準(zhǔn)點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的第一特征點(diǎn)集合之前，所述方法還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，針對(duì)所述基準(zhǔn)點(diǎn)云或者所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云，獲取點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)集合，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述點(diǎn)與激光雷達(dá)測(cè)量中心的第一距離，所述點(diǎn)之前的至少一個(gè)點(diǎn)與所述激光雷達(dá)測(cè)量中心的第二距離，以及所述點(diǎn)之后的至少一個(gè)點(diǎn)與所述激光雷達(dá)中心的第三距離，計(jì)算所述點(diǎn)的粗糙度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述至少一個(gè)第一距離差，和所述至少一個(gè)第二距離差，計(jì)算所述點(diǎn)的粗糙度，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一特征點(diǎn)集合以及所述第二特征點(diǎn)集合，確定所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一特征點(diǎn)集合以及所述第二特征點(diǎn)集合，采用高斯-牛頓非線性優(yōu)化算法，確定所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿，包括：p>
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一特征點(diǎn)集合包括第一凸特征點(diǎn)集合和第一平特征點(diǎn)集合，所述第一凸特征點(diǎn)集合包括從所述基準(zhǔn)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離大于所述第一預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)；所述第一平特征點(diǎn)集合包括從所述基準(zhǔn)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離小于所述第二預(yù)設(shè)距離的點(diǎn)；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一凸特征點(diǎn)集合，對(duì)所述第二凸特征點(diǎn)集合中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行合理性判別，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一平特征點(diǎn)集合，對(duì)所述第二平特征點(diǎn)集合中的每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行合理性判別，包括：
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述處理后的第二特征點(diǎn)集合以及所述第一特征點(diǎn)集合，構(gòu)建雅可比Jacobian矩陣，包括：
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
13.一種基于激光雷達(dá)點(diǎn)云的位姿確定裝置，其特征在于，包括：
14.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器，存儲(chǔ)器和通信接口；
15.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的一種基于激光雷達(dá)點(diǎn)云的位姿確定方法。
16.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的一種基于激光雷達(dá)點(diǎn)云的位姿確定方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于激光雷達(dá)點(diǎn)云的位姿確定方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取基準(zhǔn)點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的第一特征點(diǎn)集合之前，所述方法還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，針對(duì)所述基準(zhǔn)點(diǎn)云或者所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云，獲取點(diǎn)云對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)集合，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述點(diǎn)與激光雷達(dá)測(cè)量中心的第一距離，所述點(diǎn)之前的至少一個(gè)點(diǎn)與所述激光雷達(dá)測(cè)量中心的第二距離，以及所述點(diǎn)之后的至少一個(gè)點(diǎn)與所述激光雷達(dá)中心的第三距離，計(jì)算所述點(diǎn)的粗糙度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述至少一個(gè)第一距離差，和所述至少一個(gè)第二距離差，計(jì)算所述點(diǎn)的粗糙度，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一特征點(diǎn)集合以及所述第二特征點(diǎn)集合，確定所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一特征點(diǎn)集合以及所述第二特征點(diǎn)集合，采用高斯-牛頓非線性優(yōu)化算法，確定所述實(shí)時(shí)點(diǎn)云的相對(duì)位姿，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一特征點(diǎn)集合包括第一凸特征點(diǎn)集合和第一平特征點(diǎn)集合，所述第一凸特征點(diǎn)集合包括從所述基準(zhǔn)點(diǎn)云中選擇出的與鄰近點(diǎn)之間的相對(duì)距離...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：方景洋，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江綠色智行科創(chuàng)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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